钻井液与完井液

作者：王江帅,李军,柳贡慧,赵贺谦,吴雪婷,邹韵

单位：1. 中国石油大学(北京)石油工程学院, 北京 102249;；2. 北京工业大学, 北京 100192;；3. 西安石油大学地球科学与工程学院, 西安 710065；

关键词：压力梯度, 椭圆形井眼, 有效水力直径, 压降模型, CFD软件

基金：

国家自然科学基金重点项目“深水油气钻采井筒压力控制基础研究”（51734010），“控压钻井测控理论及关键问题研究”（51334003）。

井筒压力梯度的准确预测是井底压力精确控制的必要条件，其有利于减小井下复杂情况的发生。常规的压力梯度模型建立在井眼是圆形的基础上。然而，由于非均匀地应力的影响，实际井眼常常为椭圆形状，椭圆形井眼环空流动规律与圆形环空流动规律有着显著不同。基于流体力学的基本方程，笔者引入了有效水力直径，建立了椭圆形井眼环空流动的压降模型。研究表明，随着椭圆井眼尺寸比的增大，环空平均流速减小，压力梯度也随之减小；并且椭圆井眼尺寸比越大，环空环形方向高、低流速区域分级现象越加明显。另外，与CFD软件模拟结果相比，该模型的误差在±10%以内。影响因素分析表明，其他条件不变时，椭圆形井眼环空井筒压力梯度随流量、流体动切力和稠度系数的增大基本呈线性形式增大，而随流性指数的增大基本呈指数形式增大，模型能够用来计算椭圆形井眼的井筒压力。

来源：2018年第5期

《钻井液与完井液》期刊编辑部

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